Calibration of oxygen isotope fractionation and calcite-corundum thermometry in emery at Naxos,Greece     

Rachelle B. Turnier  Yaron Katzir  Kouki Kitajima  Ian J. Orland  Michael J. Spicuzza  John W. Valley 《Journal of Metamorphic Geology》2020,38(1):53-70

Corundum (Crn), including sapphire, occurs in emery pods surrounded by marble on the island of Naxos, Greece. The emery formed from bauxite deposited in karst that was metamorphosed to 400–700°C at 20–15 Ma. Many of these rocks initially appeared well suited for refractory accessory mineral (RAM) thermometry, which uses oxygen isotope fractionation between a RAM – corundum – and a modally dominant phase with faster diffusion of oxygen – calcite (Cc) – to determine peak metamorphic temperatures. However, previous attempts at oxygen isotope thermometry were confounded by highly variable fractionations (Δ¹⁸O) measured at mm-scale and the uncertain calibration of Δ¹⁸O(Cc-Crn) versus temperature. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) permits in situ analysis of δ¹⁸O in corundum and calcite at the 10-μm scale in adjacent grains where textures suggest peak metamorphic equilibrium was attained. SIMS analyses of adjacent mineral pairs in eight rocks yield values of Δ(Cc-Crn) that systematically decrease from 7.2 to 2.9‰ at higher metamorphic grade. Pairing these data with independent temperature estimates from mineral isograds yields an empirical calibration of 1,000 lnα(Cc-Crn) = 2.72 ± 0.3 × 10⁶/T² (T in K). The new fractionations (2.7‰ at 1,000 K) are significantly smaller than those calculated from the modified increment method (6.5‰ at 1,000 K; Zheng, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, 55:2299–2307; Zheng, Mineral Mag, 1994, 58A:1000–1001), which yield unreasonably high temperatures of 630 to 1,140°C when applied to the new Naxos data. The new calibration of Δ(Cc-Crn) can be combined with published fractionations to calculate A-factors for corundum versus a range of 14 other minerals. These new fractionation factors can be used for thermometry or to constrain the genesis of corundum. A compilation of gem corundum δ¹⁸O values shows that many igneous sapphires, including important deposits of basalt-associated sapphire, are mildly elevated in δ¹⁸O relative to the calculated range in equilibrium with mantle values (4.4–5.7‰) and formed from evolved magmas.  相似文献   

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响     

苏永中  杨荣  刘婷娜 《中国沙漠》2019,39(3):1-6

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验，研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施（M3），氮磷化肥单施（NP3），低、中、高量氮磷钾化肥单施（NPK1，NPK2，NPK3），及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理（NPK1M3，NPK2M2，NPK3M1），测定分析10年后不同施肥处理耕层（0~20 cm）土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明：施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3，田间持水量提高6.7%，单施有机肥、有机无机配施较单施化肥，土壤有机碳（SOC）和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高，有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加，有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显，高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后，SOC含量提高了1.68~2.84倍，土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高，但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施，单施有机肥处理分别为0.27、0.59，0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。  相似文献   

长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源与混合行为   总被引：1，自引：0，他引：1  

叶君  姚鹏  徐亚宏  王金鹏  赵彬 《海洋学报》2019,41(4):15-26

河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13C_DIC），溶解有机碳（DOC），有色溶解有机物（CDOM），颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13C_POC）与元素比值（N/C）及相关指标，研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明，DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L，128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L，这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似，均是从口内到口外，整体呈现先增大后减小的趋势，并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反，从口内到口外，δ13C_DIC和δ13C_POC均呈现逐渐减小再增大的趋势，在口门附近达到最低值，分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13C_DIC、δ13C_POC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示，河口内外POC来源变化明显，口内POC以陆源有机碳贡献为主，平均为62.3%，口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入，海源及人类活动等也对其产生影响。  相似文献   

低空无人飞艇航测相机稳定平台控制方法     

杨应  刘凤珠  翟曦 《测绘通报》2019,(11):64-68,108

针对低空无人飞艇航空遥感系统平台姿态稳定问题，以及现有稳定平台用于无人飞艇航测系统存在的困难，提出了基于轻小型低精度GNSS/IMU系统和PID算法的三轴稳定平台控制方法。该系统结合双GPS轻小型组合GNSS/IMU系统，采用分离相机和GNSS/IMU系统控制方式，采用PID控制方法，利用STM32控制芯片电路实现稳定平台的控制，解决无人飞艇航测系统相机姿态稳定问题。最后通过飞行试验验证了该系统的稳定性。试验结果表明，该方法能够满足相机系统的俯仰和翻滚角度及航偏角度控制的要求，能够有效隔离无人飞艇姿态的不稳定对成像系统的影响，对于提高无人飞艇航测系统成图精度有重要意义。  相似文献   

透明胞外聚合颗粒物碳输运新途径   总被引：2，自引：1，他引：1  

孙军  郭聪聪  张桂成 《海洋学报》2019,41(8):125-130

目前大家普遍认为，透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles，TEP)因其独特的凝聚效应导致碳通量向海底输出。但是，近几年的研究表明TEP不仅影响了碳沉降途径，其本身能够悬浮甚至向海水表层迁移，导致其在海洋微表层(Surface Micro-layer, SML)积累，最终显著影响海洋表层碳通量。TEP和其他颗粒物聚集形成凝聚物后，其运动趋势则由凝聚物中TEP的含量占比，即最终颗粒物密度所决定。一个新的值得注意的现象是，密度低的TEP通过与其他微粒聚合形成表面活性物质(Surface-active Substances, SAS)，会在海洋–大气界面形成薄膜，显著影响海–气CO₂交换通量，甚至对全球气候变化造成影响。  相似文献   

胶东半岛洪水岚汤温泉水化学特征与成因分析     

袁星芳 《地质与勘探》2020,56(2):427-437

胶东半岛蕴藏着丰富的低温地热资源,以温泉为主要出露方式。洪水岚汤温泉位于胶东半岛东部威海市境内,出露在阳泉河北岸的一级阶地,出露标高为66. 83 m,水温约69℃,下伏基岩为侏罗纪二长花岗岩。为查明其水化学特征及成因,本文采用同位素水文地球化学方法进行研究。水化学成分表明:温泉水中主要阳离子为Na~+,主要阴离子为HCO_3~-、SO_4~(2-),水化学类型为HCO_3·SO_4~-Na,pH值为7. 6,总溶解性固体为610. 6 mg/L,F~-含量为4. 2 mg/L,偏硅酸含量为98. 8 mg/L。氢、氧同位素分析结果显示:温泉热水补给来源为大气降水,估算温泉热水补给高程为427～599 m,地下热储温度约为106. 25℃,地下热水循环深度约为2091 m。综合分析洪水岚汤温泉成因模式为:在正棋山山区获得大气降水入渗补给后,沿F1断裂破碎带下渗经历深循环获得大地热流加热后上升,上升过程中混入浅层地下水,在第四系静水压力最小的部位出露成泉。  相似文献   

内陆水体溶解无机碳同位素研究进展及展望     

范美彤  葛璐  谭红兵  陈维 《地质论评》2020,66(6):1637-1648

碳是陆地生态系统中最重要的生命元素，能够在各个圈层之间相互转换和运移。碳循环作为地球各圈层相互连接的纽带，被认为是地表系统最重要的元素地球化学循环。碳在水体中主要以溶解性有机碳（dissolved organic carbon，简称DOC）和溶解性无机碳（dissolved inorganic carbon，简称DIC）形式存在。内陆水体（包括河水、地下水、湖水和水库等）尽管只占陆地表面1%，但它们在碳循环过程中发挥了重要作用。其DIC浓度(CDIC)和DIC同位素组成(δ13CDIC)可以为碳循环研究提供线索，因此成为近年来国际研究的热点之一。本文系统总结了全球内陆水体DIC同位素的研究进展。DIC同位素具有广泛的地质应用，不同碳源具有独特的同位素特征。因此，DIC同位素被用于定性和定量地示踪碳源，指示碳循环过程以及确定河水补给端元。  相似文献   

利用水系沉积物高程定量恢复古地貌的技术方法——以鲁西白彦地区白彦砾岩为例          下载免费PDF全文

程光锁  于学峰  杨斌  胡戈  李兆营  周军  刘卫东  罗文强  马祥县 《山东国土资源》2019,35(9)

主要分析了构造抬升对水系和地形的影响和恢复,以从古生代灰岩围岩中大面积但零星出露的岩溶砾岩点为研究对象,对区域古水系和地形地貌恢复和反演做出了新的尝试。在收集资料和实测的基础上,尝试性探讨了利用稳定水体参照物高程反演抬升高度以及邻区山峰点的古高程、古水系,恢复区域上古地形地貌的技术方法。并以白彦地区为例,通过白彦岩溶砾岩的分布、产状、金刚石矿物含量、岩性等地质特征,恢复白彦地区古地形线、古水系位置和流向等古地理地貌,指出在白彦期时代,该区总体发育4个水系,邹城市大石墙水系、枣庄水系、平邑水系、费县水系,水系中金刚石含量较为丰富的砾岩点大多分布在凤凰山隆起中心,其中在平邑水系推测存在一个山地峡谷中的古湖泊。认为蒙山凸起中已知的常马庄地区的金伯利岩脉所含有金刚石可能主要供应平邑区水系,其他3个地区水系的金刚石可能来源于凤凰山及其东部隆起剥蚀地区。  相似文献   

羌塘中部白措花岗岩岩石地球化学特征、锆石U Pb年龄和Hf同位素组成及其构造意义     

李学仁  万友利  王剑 《地质论评》2020,66(5):1172-1185

本文对羌塘中部白措花岗岩的研究表明，岩体是由花岗闪长岩和二长花岗岩同时侵位的复合岩基，锆石U Pb年龄分别为213. 8±1. 3 Ma、210. 0±1. 1 Ma和208. 1±1. 4 Ma。白措花岗岩为硅过饱和的准铝质—弱过铝质岩石，Eu负异常明显，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，显示典型的壳源特征。εHft)为负值，主要集中于-10～-15，对应的Hf同位素二阶段模式年龄峰值为1. 78 Ga，显示源区为古元古代古老地壳；同时，花岗岩中含有大量闪长质暗色包体，表明有壳幔岩浆混合作用，推测为同时期玄武质岩浆的底侵作用，在地壳深部诱发富硅质基底岩石重熔，快速喷发形成玄武岩—流纹岩双峰式组合，而花岗岩则是由玄武质岩浆在地壳充分熔融后，岩浆沿羌塘中部已有的构造破碎带侵入形成，并且在熔融过程中有镁铁质岩浆注入少量结晶的长英质岩浆中形成暗色包体。因此，花岗岩与双峰式火山岩是同一裂陷动力机制的产物。花岗岩的侵入预示了晚三叠世羌塘盆地构造岩浆活动的结束，之上开始了羌塘侏罗纪海相盆地的沉积。  相似文献   

Response of soil aggregate disintegration to the different content of organic carbon and its fractions during splash erosion     

Hairu Li  Gang Liu  Ju Gu  Hong Chen  Hongqiang Shi  Mohamed A. M. Abd Elbasit  Feinan Hu 《水文研究》2021,35(2):e14060

Aggregate disintegration is a critical process in soil splash erosion. However, the effect of soil organic carbon (SOC) and its fractions on soil aggregates disintegration is still not clear. In this study, five soils with similar clay contents and different contents of SOC have been used. The effects of slaking and mechanical striking on splash erosion were distinguished by using deionized water and 95% ethanol as raindrops. The simulated rainfall experiments were carried out in four heights (0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 m). The result indicated that the soil aggregate stability increased with the increases of SOC and light fraction organic carbon (LFOC). The relative slaking and the mechanical striking index increased with the decreases of SOC and LFOC. The reduction of macroaggregates in eroded soil gradually decreased with the increase of SOC and LFOC, especially in alcohol test. The amount of macroaggregates (>0.25 mm) in deionized water tests were significantly less than that in alcohol tests under the same rainfall heights. The contribution of slaking to splash erosion increased with the decrease of heavy fractions organic carbon. The contribution of mechanical striking was dominant when the rainfall kinetic energy increased to a range of threshold between 9 J m⁻² mm⁻¹ and 12 m⁻² mm⁻¹. This study could provide the scientific basis for deeply understanding the mechanism of soil aggregates disintegration and splash erosion.  相似文献